Markus Kipp - Neuroanatomie

Systematik der Verbindungen des Nervensystems

Wir haben bereits besprochen, dass zwischen dem Cortex cerebri und der subkortikalen grauen Substanz das Mark, die Substantia alba liegt. Sie besteht histologisch vor allem aus den axonalen Fortsätzen der Nervenzellen und enthält somit die Verbindungen verschiedener Gehirnareale untereinander. Die weiße Substanz bzw. das Mark des Großhirns enthält drei Arten von Fasersystemen: Assoziationsfasern, Kommissurenfasern und Projektionsfasern. Solche Fasersysteme treten meist gebündelt in Gruppen auf und werden deswegen als Bahnen bezeichnet. Ihre Einteilung bezieht sich darauf, was von ihnen jeweils verbunden wird. Assoziationsbahnenverbinden Teile derselben Hemisphären untereinander, Kommissurenbahnendie beiden Hemisphären miteinander. Projektionsbahnenbauen Verbindungen auf, welche das Telencephalon mit anderen Hirnabschnitten und dem Rückenmark verbinden. Wichtige Vertreter dieser Fasersysteme sollen hier kurz vorgestellt werden und sind in Abb. 2.15schematisch dargestellt. 8

Abb. 2.15

Übersicht über die Bahnsysteme des Nervensystems

Assoziationsbahnen (grün) verbinden Teile derselben Hemisphären untereinander. Kommissurenbahnen (rot) verbinden die gegenüberliegenden Hemisphären miteinander. Projektionsbahnen (blau) verbinden das Telencephalon mit anderen Hirnabschnitten und dem Rückenmark.

Assoziationsbahnen

Assoziationsbahnen sind beim Menschen besonders mächtig ausgebildet. Das spricht dafür, dass die verschiedenen kortikalen Areale bei evolutionär hoch entwickelten Spezies, wie dem Menschen, besonders gut miteinander in Verbindung stehen müssen, um ihre hohe kognitive Funktion erfüllen zu können. Man kann kurze und lange Assoziationsfasern voneinander abgrenzen.

Die kurzen Assoziationsfasern verbinden benachbarte Gyri miteinander. Die kürzesten dieser Assoziationsfasern verbinden direkt zwei benachbarte Gyri und haben aufgrund ihrer U-Form die Bezeichnung „u-Fasern“ bzw. Fibrae arcuatae, da sie in einem Bogen um den Grund der Furchen herumlaufen, um zum nächsten Gyrus zu gelangen (siehe Abb. 2.16).

Abb. 2.16

Assoziationsbahnen

Hier sind die wichtigsten Assoziationsbahnen schematisch grün hervorgehoben. Die Fibrae arcuatae sind kurze Assoziationsfasern, die benachbarte Gyri miteinander verbinden.

Zu den langen Assoziationsfasern gehören der Fasciculus uncinatus, Fasciculus arcuatus, Fasciculi longitudinales superior et inferior. Das Cingulum gehört nicht dazu, stellt aber zur Identifizierung eine wichtige Landmarke dar.

Lange Assoziationsfasern verbinden kortikale Areale, die einen gewissen Abstand zueinander haben. Zu ihnen zählt man unter anderem:

• Fasciculus uncinatus(Hakenbündel), verbindet den Frontallappen mit dem Schläfenlappen

• Fasciculus arcuatus(Bogenbündel), verbindet die obere und mittlere Stirnwindung mit den entsprechenden Windungen des Schläfenlappens

• Fasciculus longitudinalis superior, dickes Faserbündel zwischen Frontal- und Okzipitallappen mit Verbindungen zum Parietal- und auch Temporallappen

• Fasciculus longitudinalis inferior, verbindet den Temporallappen mit dem Okzipitalpol

In Abb. 2.16ist außerdem das Cingulumdargestellt. Hierbei handelt es sich um die weiße Substanz des Gyrus cinguli, welchen wir bereits in der medio-sagittalen Ansicht auf das Gehirn kennengelernt haben (vgl. Abb. 2.6). Eine vergleichende Betrachtung beider Abbildungen hilft dabei, die Lage und den Verlauf dieser Assoziationsfasern nachzuvollziehen.

Kommissurenbahnen

Auf verschiedenen Ebenen des Gehirns stehen die rechte und linke Hemisphäre miteinander in Verbindung. Für viele Funktionen muss die rechte mit der linken Hirnhälfte kommunizieren. Stellen Sie sich vor, sie möchten mit zwei Händen jonglieren. Hier macht es durchaus Sinn, dass sich die linke und die rechte Hemisphäre miteinander abstimmen.

Das mit Abstand am mächtigsten ausgebildete Kommissuralfasersystem ist der Balken (Corpus callosum, siehe Abb. 2.17). Sein Name kommt daher, da er im Medianschnitt wie ein über dem Hirnstamm gelagerter Balken erscheint. Je nach Betrachtungsweise kann man verschiedene Abschnitte des Balkens voneinander abgrenzen. Im Medianschnitt unterscheidet man nach oral hin das Rostrum, die vordere Biegung wird Genu(Balkenknie) genannt. Der zentrale Anteil heißt Truncusbzw. Corpus, der hintere Ausläufer Splenium.

Abb. 2.17

Die wichtigste Kommissurenbahn stellt das Corpus callosum dar. Es besteht aus vier Abschnitten: dem Rostrum, Genu, Corpus bzw. Truncus und Splenium corporis callosi.

Hier ist das Corpus callosum medio-sagittal angeschnitten. In diesem Blickwinkel laufen die Kommissurenfasern auf den Betrachter zu. In der Ansicht von oben würden die Fasern von rechts nach links bzw. umgekehrt verlaufen. An seinem vorderen und hinteren Ende fächern sich die Fasern wie die Strahlen der Sonne auf (Radiatio corporis callosi). Frontal nennt man diesen Faserverlauf Forceps minor, okzipital Forceps major.

Wichtig ist es, sich zu verdeutlichen, dass im Medianschnitt die Axone im Corpus callosum auf einen zu bzw. von einem weg laufen, sie sind also sagittal getroffen (wie ein Rohr, das von vorne betrachtet wird). Im Horizontalschnitt wird deutlich, dass die Fasern des Balkens vor allem vorne im Bereich des Rostrums und hinten im Bereich des Spleniums nicht gerade, sondern gebogen verlaufen. So entsteht rostral die Forceps minor(verbindet Teile des Frontallappens miteinander) und okzipital die Forceps major(verbindet Teile des Okzipitallappens miteinander).

Über die Lage und den Verlauf der Commissura anterior, eine weitere Kommissurenbahn, orientiert man sich am besten im Koronarschnitt auf Höhe des Chiasma opticums ( Abb. 2.18). Sie befindet sich direkt basal des Globus pallidus. Die Commissura anterior enthält unter anderem Fasern des Riechhirns.

Abb. 2.18

Frontalschnitt im Bereich des mittleren Septum pellucidum und des Chiasma opticum

Schnitt durch den Lobus frontalis und den Lobus parietalis; Blickrichtung von vorne nach hinten

1Fissura longitudinalis cerebri

2Gyrus cinguli

3Corpus callosum, Truncus

4Septum pellucidum

5Pallidum

6Lamina terminalis, eingerissen, nicht angeschnitten

7Chiasma opticum

8Tractus opticus, im Bereich des Chiasma opticum geschnitten

9Pons, nicht angeschnitten

10Cerebellum, nicht angeschnitten

11Pyramis, nicht angeschnitten

12Nucleus caudatus, Caput

13Capsula externa, Claustrum, Capsula extrema

14Capsula interna

15Commissura anterior

16Corpus amygdaloideum, Hinterrand

17Ventriculus lateralis, Cornu temporale, vorderste Spitze

Weitere Kommissuralfasersysteme sind die Commissura posterior und Commissura fornicis, auf die hier aber nicht weiter eingegangen werden soll.

Projektionsbahnen

Projektionsfasern verbinden kortikale mit tiefer gelegenen Gehirnabschnitten. Eine Verbindung in beide Richtungen ist hierbei möglich. Der Tractus corticospinalisleitet beispielsweise motorische Impulse des Gyrus praecentralis zu den motorischen Motoneuronen des Rückenmarks. Von dort werden dann Muskeln angesteuert und Bewegungsimpulse zur Ausführung gebracht (Somatomotorik). Da diese Bahn auf Höhe der Pyramide, einer ventralen Erhebung der Medulla oblongata, zur Gegenseite kreuzt, wird der Tractus corticospinalis auch Pyramidenbahngenannt. Bei einer Bewegung der rechten Körperhälfte ist also der linke Kortex aktiv und umgekehrt. Projektionsfasern können dem Kortex im Sinne von Afferenzen auch Informationen zuleiten. Bereits erwähnt wurde, dass viele sensible Informationen im Thalamus umgeschaltet werden, bevor sie an den Kortex weitergeleitet werden. Die Verbindung zwischen Thalamus und Kortex, also der Tractus thalamocorticalis, kann auch als Projektionsfasersystem aufgefasst werden. So gut wie alle Projektionsfasern, aufsteigende und absteigende, verlaufen gebündelt über die Corona radiataund Capsula interna(innere Kapsel) vom Kortex in tiefer gelegene Abschnitte des Zentralnervensystems.